CN108140519B - 保护开关装置 - Google Patents

Abstract

在包括与壳体固定的触点(2)和可动的触点(3)的开关装置(1)中，开关装置(1)具有带有操纵凸起(7)的手操纵装置(6)，该手操纵装置(6)借助弓架(8)而与开关锁(5)连接，在使操纵凸起(7)从操纵凸起(7)的切断位置进入操纵凸起(7)的接通位置时，可动的触点(3)和与壳体固定的触点(2)接触导通，提出：所述手操纵装置(7)构成为，使得在操纵凸起(7)从接通位置朝向切断位置运动时，直至操纵凸起(7)的可预定的触发位置，弓架(8)保持静止，并且在超过触发位置时手操纵装置使弓架(8)运动越过保持点，并且与开关锁(5)连接的触点打开弹簧(9)将可动的触点(3)和与壳体固定的触点(2)分开。

Description

保护开关装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的开关装置。

背景技术

在具有手开关按钮(因而用于闭合开关触点并形成通过开关装置的导通的电流路径的可手动操作的元件)的低压开关装置中，通常使与手开关按钮机械耦联的可动的开关触点通过手开关按钮的运动而连续接近于与壳体固定的开关触点，直至这两个开关触点彼此机械贴靠。开关触点的打开、亦即开关装置的切断相应地通过所涉及的手开关按钮沿相应方向的运动而实现，这导致使触点同样连续地远离。在此，甚至在用户方面存在通过保持手开关按钮保持固定在任意的中间位置也将触点保持在相应的中间位置的可能性。

如果在涉及的开关装置上存在电势，则在两个开关触点一定地接近时形成电弧。这在电压足够小并且在仅仅连接了经由开关装置仅导致小电流的负载时通常不成问题。

但在较高的电压或较高的电流、例如在600V和100A时，这样的在触点缓慢地手动分开过程中产生的电弧可能导致显著损坏涉及的开关装置。如果在切断过程期间相应高的电流流过涉及的开关装置，则通过缓慢地手动打开触点而形成的电弧不仅会导致涉及的开关装置全损，而且还会触发火灾。这是很大的危险，特别是直流电时。

具有所谓的突然切断(Sprungausschalten)功能的开关装置是已知的。在此，开关触点在手动切断时与用户操纵手开关按钮的方式或速度无关地突然分开。但这样的突然切断功能主要在例如应用在变电站中的很大的功率开关的范围内是常见的。这样的开关装置具有分离的储能的弹簧蓄能器，所述弹簧蓄能器用于闭合或打开触点，其中，在紧凑的开关装置的范围内应用有关的技术几乎是不可能的，因为有关的技术不能集成在紧凑的壳体中。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种开头所述类型的开关装置，利用该开关装置能避免所述的缺点，该开关装置能实现可靠地切断开关装置，该开关装置具有紧凑的构造并且该开关装置能简单地制造。

按照本发明，这通过权利要求1的特征实现。

由此可以实现开关装置的安全的手动的切断、因而安全的触点分开，这与用户操作操纵凸起的所用的速度无关。在此，涉及的开关装置可以构造成具有紧凑的尺寸，并且具有很少数量的必要部件。在本开关装置中，不必松脱开关锁的咬合(Verklinkung)，以实现突然切断。由此，开关装置的咬合部位得到爱护。因为在手动切断开关装置时不产生磨损，所以开关装置的使用寿命得到提高。因为在手动切断开关装置时不分开咬合，所以仅仅在通过开关装置的触发器触发该开关装置时才这样松脱咬合，从而咬合部位的状态可靠地描绘：开关装置是已经被手动切断、还是基于电状态已经被触发器切断。因此，在本开关装置中可以简单地集成所谓的触发-显示。

从属权利要求涉及本发明的进一步有利的实施方案。

以此明确地参阅权利要求的原文，从而权利要求在此处通过引用而引入到说明书中并且被看作是文字上的重复。

附图说明

参照附图更详细地描述本发明，在这些附图中示例性地示出仅仅优选的实施方式。其中：

图1示出本开关装置的正视图；

图2示出包括按照图1的开关装置的开关锁、触点臂和手操纵装置的结构组件在开关装置的接通状态下的剖视图；

图3示出按照图2的结构组件的剖视图，其中，手操纵装置在触发位置上示出；

图4示出按照图2的结构组件的在开关装置的切断状态下的剖视图；

图5示出按照图2至4的手操纵装置的轴测图；

图6示出按照图2至5的手操纵装置在触发位置上的剖视图；

图7示出按照图2至6的手操纵装置在接通时的剖视图；和

图8示出按照图1的开关装置的一部分的轴测视图。

具体实施方式

图1至4示出了开关装置1或者说开关装置1的部件，该开关装置优选构成为保护开关装置，其中，开关装置1具有至少一个与壳体固定的触点2和至少一个可动的触点3，可动的触点3设置在可动地设在开关装置1中的触点臂4上，开关装置1具有开关锁5，该开关锁与触点臂4连接，开关装置1还具有带有操纵凸起7的手操纵装置6，该手操纵装置借助弓架8而与开关锁5连接，在使操纵凸起7从操纵凸起7的切断位置进入操纵凸起7的接通位置中时可动的触点3和与壳体固定的触点2接触导通并且这样形成通过开关装置1的导通的电流路径，手操纵装置7构成为，使得在操纵凸起7从接通位置朝向切断位置运动时，直至操纵凸起7的可预定的触发位置，弓架8保持静止，并且在朝向切断位置超过触发位置时手操纵装置使弓架8运动越过保持点，并且开关装置1的与开关锁5连接的触点打开弹簧9将可动的触点3和与壳体固定的触点2分开。

由此可以实现开关装置1的安全的手动的切断、因而安全的触点分开，这与用户操作操纵凸起7所用的速度无关。在此，涉及的开关装置1可以构造成具有紧凑的尺寸，并且具有很少数量的必要部件。在本开关装置1中，不必松脱开关锁5的咬合，以实现突然切断。由此，开关装置1的咬合部位得到爱护。因为在手动切断开关装置1时不产生磨损，所以开关装置1的使用寿命得到提高。因为在手动切断开关装置1时不分开咬合，所以仅仅在通过开关装置1的触发器触发该开关装置时才这样松脱咬合，从而咬合部位的状态可靠地描绘：开关装置1是已经被手动切断、还是基于电状态已经被触发器切断。因此，在本开关装置中可以简单地集成所谓的被触发-显示。

本发明涉及一种电气开关装置1，其中优选规定，开关装置1构成为保护开关装置或构成为所谓的自动开关。优选规定，开关装置1例如构成为断路器或功率开关。优选地，开关装置1构成为紧凑的低压保护开关装置。在此，开关装置1根据优选的构造方案具有至少一个触发器。优选规定，开关装置1以本身已知并且常见的方式具有两个触发器、即一个短路触发器和一个过压触发器。在附图中没有示出触发器。图1示出了闭合的可交付使用的开关装置1的正视图。

开关装置1具有至少一个可动的触点3以及至少一个与壳体固定的触点2。按照所示的优选的实施方式，开关装置1具有所谓的双重中断，并且因而具有两个可动的触点3以及两个与壳体固定的触点2，但它们与唯一一个触点间隙相配。

当所述至少一个可动的触点3与所述至少一个与壳体固定的触点2处于导电连接时，存在通过开关装置1的导电的电流路径。开关装置1具有未示出的接线端子。只要不存在这样的通过或者说经过开关装置1的导电的连接，该开关装置就被称为是切断的或者说被称为切断的状态。只要存在相应的导通的连接，则这被称为是接通的或者说接通的状态。在两个状态之间的转换相应地并且如通常那样被称为开关装置1的接通或切断。同义地，也可以为接通使用名称——闭合的触点2、3以及为切断使用名称——打开的触点。

所述至少一个可动的触点3设置在一个可动的触点臂4上。按照优选的实施方式，在图8中示出的触点臂4具有两个可动的触点3，这两个可动的触点设置在触点臂4的相应平行的叉形的凸起上，该触点臂在该实施方式中也可被称为触点桥或者说开关桥。

开关装置1具有一个所谓的开关锁5。开关锁5是一种机械结构，该机械结构控制触点臂4的运动。在优选的并且所示的实施方式中，开关锁5除了触点臂4之外还具有一个触点臂支架20、一个棘爪18和一个棘爪座19。此外，图2、3、4和8示出与开关装置1的其它部件脱开的相应的结构组件。开关锁5优选还具有未描述的其它构件。

触点臂支架20、触点臂4和棘爪座19围绕一条共同的开关锁转动轴线可动地支承在开关锁5中，并且分别具有相应的通孔或者说支承部位。这三个部件4、19、20分别相对彼此可动地设置。按照所示的实施方式，在触点臂支架20和触点臂4之间设置有两个蝶形弹簧(Schenkelfeder)，这两个蝶形弹簧在触点2、3闭合时引起接触压力，而在触点2、3打开时将触点臂4压靠到触点臂支架20上。在触点2、3闭合时，触点臂4局部地从触点臂支架20抬起。棘爪18也可以称为锁止杠杆。

棘爪18围绕棘爪转动轴线可动地支承在触点臂支架20上。棘爪18经由弓架8或者杆而与开关装置1的手操纵装置6连接。弓架8也可以称为或构成为推杆。

棘爪座19具有用于与棘爪18连接的咬合部位。在所谓的咬合的状态下，因而当棘爪18作用在棘爪座19上时，从开关装置1的切断状态出发，手操纵装置6的或者手操纵装置6的操纵凸起7的运动经由弓架8传递到棘爪18上。因为棘爪18由于咬合而不能转移或者说偏转，所以作为手操纵装置6运动的结果，触点臂支架20和触点臂4继续运动，这导致接通开关装置1。在此，图4示出切断的状态，而图2示出接通的状态。

在开关装置1由未示出的触发器触发的情况下，触发器的一部分使棘爪座19运动，从而在棘爪18和棘爪座19之间的咬合被脱开，这导致触点2、3打开。在此，所述至少一个可动的触点3被触点打开弹簧9置于其和所述至少一个与壳体固定的触点2分开的打开位置中。触点打开弹簧9在按照图8的视图中示出。

开关装置1具有用于手动引起地突然分开触点的机构。该机构也可称为突然-切断机构。在本开关装置中，整个突然-切断功能由手操纵装置6实现。在手动切断时引起触点突然分开的该完整的机构优选设置在手操纵装置6之内。在此，弓架和触点打开弹簧9还用于在开关装置1之内的其他任务。

规定，手操纵装置6构成为，使得在操纵凸起7从接通位置(见图2)朝向在图4中示出的切断位置运动时，直至操纵凸起7的可预定的触发位置，弓架8保持静止。图3示出相应的中间状态，其中，操纵凸起7位于接通位置和切断位置之间，在达到触发位置之前不远处。

在图2和3中可看出弓架8相对于其在棘爪18上的支承点、亦即手操纵装置6的转动点的位置。在图2和3中标出了在这两个点之间的虚线连接线21。在此，在图2中可良好地看出，弓架8设置在该连接线21上方。在此涉及所谓的超过死点(Todpunktüberschreitung)。操纵凸起7在此贴靠在开关装置壳体的未示出的凸肩上，并且被弓架8压靠到该凸肩上。

与图2相比，在图3中已经可看出弓架8相对于所述连接线21的移动。弓架8接近于不稳定状态，在该不稳定状态下弓架8与连接线21位于同一平面内。在达到所述的不稳定状态紧前面的状态被称为弓架8的保持点。

如果在操纵凸起7朝向切断位置继续运动时操纵凸起7超过触发位置，则手操纵装置使弓架8运动越过保持点。于是，触点打开弹簧9使所述至少一个可动的触点3和与壳体固定的触点2分开。

如在图2至7中所示，手操纵装置6构成为多件式的。在此优选规定，手操纵装置6具有第一手操纵装置部件10和第二手操纵装置部件11。此外，优选规定，手操纵装置6具有弹簧17。图5示出所涉及的这三个部件的分解图。

按照优选的实施方式规定，弓架8支承在第一手操纵装置部件10上，并且操纵凸起7固定在第二手操纵装置部件11上。由此可以实现，操纵凸起7的运动或者说操纵不是强制性地或者说不总是导致弓架8也运动。

第一手操纵装置部件10和第二手操纵装置部件11优选围绕同一转动轴线可转动地支承在开关装置1中。在此优选规定，第一手操纵装置部件10具有至少部分圆柱形的支承面12，并且第二手操纵装置部件11至少部分可转动地支承在支承面12上。

因此，第二手操纵装置部件11可相对于第一手操纵装置部件10部分相对转动，并且支承在该第一手操纵装置部件上。在此优选规定，第二手操纵装置部件11相对于第一手操纵装置部件10的相对可转动性是有限的。在图2至4以及6和7中可看出该相对可转动性。

优选规定，第一手操纵装置部件10具有第一止挡13，第二手操纵装置部件11具有第一携动棱边14，并且第一携动棱边14为了使可动的触点3和与壳体固定的触点2接触导通而贴靠在第一止挡13上。在开关装置1接通时或者说为了开关装置1接通而规定，操纵凸起7的运动导致弓架8运动。如果所涉及的开关装置1没有突然-接通机构，则这还导致可动的触点3相应地运动。无论如何在此规定，操纵凸起7沿接通方向的运动传递到弓架8上。通过第一携动棱边14贴靠在第一止挡13上，该耦联得以确保。在图2或7中示出了相应的状态。

在开关装置1切断时，在接通时所希望的该耦联恰好是不希望的。按照优选的实施方式规定，第一手操纵装置部件10具有第二止挡15，第二手操纵装置部件11具有第二携动棱边16，并且第二携动棱边16为了使弓架8运动越过保持点而贴靠在第二止挡15上。由于在第一手操纵装置部件10和第二手操纵装置部件11之间的可能的相对运动，直至第二携动棱边16与第二止挡15接触，操纵凸起7已经转动一定的角度量，在这导致弓架8运动之前。

在本开关装置1中，在手动的切断过程期间，两个触点2、3如此长时间地以完全的接触压力保持彼此贴靠或者说接触，直到这两个触点突然地并且对于用户来说不再能继续影响或控制地分开。因此，操纵凸起7从接通位置朝向切断位置的相应运动一开始——直至超过弓架8的触发位置——既不导致弓架运动，也不导致可动的触点3运动，从而接触压力得以维持。如果用户使手操纵装置6仍在触发触点分开之前重新置于接通位置，则开关装置1保持接通，其中，手操纵装置7的相应操纵既不影响可动的触点3的位置、也不影响其接触压力。如果用户使手操纵装置6在超过弓架8的触发位置之后保持固定，则已经引起了触点分开，并且手操纵装置6的保持固定对该触点分开过程不再有影响。由此，在手动切断时可以避免在接触部位上的电阻升高以及相关联地该接触部位的升温和磨损以及在触点2、3上出现微弧。尤其是在DC开关装置中，触点2、3的缓慢打开或者触点2、3保持固定在中间位置中在短时间之内、通常仍在触点分开期间可能导致开关装置1全损。

通过在第一手操纵装置部件10和第二手操纵装置部件11之间的可相对运动性的或者说可相对转动性的尺度，可以预定操纵凸起7的触发位置。通过弓架8超过死点的尺度，可以预定操纵凸起7的要继续克服的转角范围，直至触点2、3通过触点打开弹簧9的作用不能由用户逆转地分开。

构成为螺旋弹簧的弹簧7设置在第一手操纵装置部件10和第二手操纵装置部件11之间，该弹簧加载第一携动棱边14靠到第一止挡13上，由此能达到操纵凸起7的限定的位置。

如已经阐明的，开关锁5具有棘爪18和棘爪座19，其中，棘爪18与棘爪座19咬合。当用于在手动切断开关装置1时突然分开触点2、3的机构如这里描述的那样构造时，该咬合得以保持。仅当开关装置1触发时，咬合才被松开。由此可以特别简单地实施如下的显示，该显示显示：是开关装置1已经由触发器并且因此通常由于已识别到的错误被触发，还是开关装置1已经被手动切断。

Claims (10)

1.开关装置(1)，其包括与壳体固定的触点(2)和可动的触点(3)，其中，可动的触点(3)设置在可动地设在开关装置(1)中的触点臂(4)上，开关装置(1)具有开关锁(5)，该开关锁与触点臂(4)连接，开关装置(1)还具有带有操纵凸起(7)的手操纵装置(6)，该手操纵装置(6)借助弓架(8)而与开关锁(5)连接，在使操纵凸起(7)从操纵凸起(7)的切断位置进入操纵凸起(7)的接通位置时，可动的触点(3)和与壳体固定的触点(2)接触导通，其特征在于：所述手操纵装置(7)构成为，使得在操纵凸起(7)从接通位置朝向切断位置运动时，直至操纵凸起(7)的可预定的触发位置，弓架(8)保持静止，并且在超过触发位置时手操纵装置使弓架(8)运动越过保持点，并且与开关锁(5)连接的触点打开弹簧(9)将可动的触点(3)和与壳体固定的触点(2)分开。

2.根据权利要求1所述的开关装置(1)，其特征在于：所述手操纵装置(6)具有第一手操纵装置部件(10)和第二手操纵装置部件(11)，并且第一手操纵装置部件(10)和第二手操纵装置部件(11)围绕同一转动轴线可转动地支承在开关装置(1)中。

3.根据权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于：所述弓架(8)支承在第一手操纵装置部件(10)上，并且所述操纵凸起(7)固定在第二手操纵装置部件(11)上。

4.根据权利要求2或3所述的开关装置(1)，其特征在于：所述第一手操纵装置部件(10)具有至少部分圆柱形的支承面(12)，并且所述第二手操纵装置部件(11)至少部分可转动地支承在支承面(12)上。

5.根据权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于：所述第二手操纵装置部件(11)相对于所述第一手操纵装置部件(10)的相对可转动性是有限的。

6.根据权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于：所述第一手操纵装置部件(10)具有第一止挡(13)，所述第二手操纵装置部件(11)具有第一携动棱边(14)，并且第一携动棱边(14)为了使可动的触点(3)和与壳体固定的触点(2)接触导通而贴靠在第一止挡(13)上。

7.根据权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于：所述第一手操纵装置部件(10)具有第二止挡(15)，所述第二手操纵装置部件(11)具有第二携动棱边(16)，并且第二携动棱边(16)为了使弓架(8)运动越过保持点而贴靠在第二止挡(15)上。

8.根据权利要求6或7所述的开关装置(1)，其特征在于：所述手操纵装置(6)具有弹簧(17)，该弹簧加载第一携动棱边(14)靠到第一止挡(13)上。

9.根据权利要求8所述的开关装置(1)，其特征在于：所述弹簧(17)构成为螺旋弹簧，该螺旋弹簧设置在第一手操纵装置部件(10)和第二手操纵装置部件(11)之间。

10.根据权利要求1所述的开关装置(1)，其特征在于：所述开关锁(5)具有棘爪(18)和棘爪座(19)，所述开关装置(1)具有至少一个触发器，该触发器在出现可预定的条件时触发并且由此引起触点(2、3)分开，并且除了在开关装置(1)触发的情况下之外，棘爪(18)和棘爪座(19)咬合。